KR20070054415A - 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼식각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치에 관한 것으로,

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 식각 공정을 수행하는 챔버와 상기 챔버의 내부를 복개하는 알루미늄 재질의 챔버 리드를 포함하는 식각 장치에 있어서, 상기 챔버 리드의 상기 알루미늄의 표면에 양극 산화막을 형성하고 상기 양극 산화막의 상층에 Al₂O₃의 세라믹을 코팅하는 것을 특징으로 하는 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 챔버 리드의 표면 재질을 개선함으로써 식각 공정의 플라즈마 환경하에서도 부식되지 않고 공정을 수행할 수 있는 식각 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

식각 장치, 세라믹 코팅, 애노다이징(Anodizing), 웨이퍼

Description

표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치{Dry Etching Apparatus having Chamber Lid with Approved Surface Treatment}

도 1a는 종래 알루미늄 애노다이징 처리된 챔버 리드를 보여주는 도면,

도 1b는 상기 도 1a의 챔버 리드를 사용하여 특정 회수 이상의 식각 공정을 수행할 경우 폴리머 데포(POLYMER DEPO)가 발생한 모습을 보여주는 도면,

도 2a는 본 발명의 실시예에 따라 Al₂O₃의 세라믹을 코팅한 챔버 리드를 보여 주는 도면,

도 2b는 상기 도 2a의 챔버 리드를 사용하여 특정 회수 이상의 식각 공정을 수행할 경우 폴리머가 균일하게 데포되어 있는 모습을 나타내는 도면이다.

본 발명은 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 리드의 표면을 Al₂O₃ 세라믹으로 코팅함으로써 부식 방지와 내열성을 강화한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 제조 공정 중 포토 공정을 마친 다음에는 노광된 부분을 제거하기 위한 식각 공정을 실시하게 되는데, 이와 같은 식각 공정은 플라즈마의 환경 아래서 고온 가스 환경을 유지하며 이루어진다.

도 1a는 이러한 고온 가스 환경의 영향으로부터 챔버 리드를 보호하기 위하여 알루미늄의 표면에 대하여 산화처리를 하고, 산화 알루미늄의 피막, 소위, 알루마이트 피막으로 알루미늄의 표면을 덮은 챔버 리드를 보여주는 도면이다.

이러한 애노다이징(Anodizing) 처리에 의한 알루마이트 피막은, 알루미늄에 비하여 내부식성이 뛰어나고 경도가 높다.

따라서 플라즈마 에칭 처리에 있어서의 알루미늄 부재의 에칭을 억제하고, 알루미늄 부재로부터의 알루미늄 및 불순물의 파티클 및 원자의 날아흩어짐을 방지하는 역할을 수행하게 된다.

그러나, 알루마이트 피막에 의해 보호되는 챔버 리드 또한, 내열이나 부식으로부터 완전한 것이 아니어서 일정 개수의 웨이퍼를 처리하는 식각 공정을 수행한 후에는 도 1b에서 보는 바와 같이 챔버 표면에 부식이 생기면서 폴리머 데포(POLYMER DEPO)가 심하게 이루어지는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 폴리머 등은 다시 반응 가스의 분배시 챔버 공간으로 유입되거나 공정 진행 중인 웨이퍼 위에 떨어져 웨이퍼 리크 현상을 야기하는 문제점이 있었다. 결국 이는 설비 가동율의 감소와 함께 설비 PM 시간 증가, 부품의 세정비의 증가 등 비효율적인 손실로 나타난다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 챔버 리드의 표면을 Al₂O₃ 세라믹으로 코팅함으로써 부식을 방지하고 내열성 및 내마모성을 강화하면서도 폴리머 데포가 챔버 내부로 떨어지는 것을 방지하는 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 식각 공정을 수행하는 챔버와 상기 챔버의 내부를 복개하는 알루미늄 재질의 챔버 리드를 포함하는 식각 장치에 있어서, 상기 챔버 리드의 상기 알루미늄의 표면에 양극 산화막을 형성하고 상기 양극 산화막의 상층에 Al₂O₃의 세라믹을 코팅하는 것을 특징으로 하는 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따라 Al₂O₃ 세라믹으로 코팅한 챔버 리드의 표면을 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시예에서 챔버 리드는 표면에 안정한 산화물을 생성하는 애노다이징 처리, 즉 알루미늄 재질의 리드의 표면에 양극 산화(anodic oxidation)를 행한다.

이는 알루미늄 재질의 리드를 소정의 전해액 중에 침적한 상태로, 이 알루미 늄 리드를 양극으로 전류를 흘리면, 내 표면을 포함하는 챔버 리드의 표면에 산화막, 즉 알루마이트 피막이 형성된다.

이러한 애노다이징 처리는 종래부터 주지된 방법으로 행하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 전해액으로서, 예컨대 농도 약 15％의 황산을 이용한다. 그리고, 전해액의 온도 약 0℃, 전류 밀도 3 - 4A/dm²의 조건하에서, 양극인 알루미늄 챔버 리드와 음극인 탄소의 사이에 1.5 - 2 시간 전류를 흘린다.

이에 의해 70 - 80μm의 막두께의 양극 산화막(알루마이트 피막)이 알루미늄 챔버 리드의 내 표면에 형성된다.

이후 몇 단계의 후처리 공정을 수행하여 완전한 알루마이트 피막을 형성하게 되며, 다만 이후의 후처리 공정은 당업자에게 주지한 공정 과정이므로 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 챔버 리드 표면은 전술한 애노다이징 처리 과정을 수행함과 동시에 Al₂O₃ 세라믹으로 챔버 리드의 표면을 코팅하는 과정을 수행한다.

이는 앞서 종래의 문제점으로 살펴본 바와 같이 애노다이징 처리만으로는 폴리머 데포가 발생하여 공정 과정에 손실을 주는 문제점을 방지하기 위함이다.

즉, Al₂O₃ 세라믹으로 알루마이트 피막을 코팅함으로써 폴리머 데포가 발생하여 챔버 내부로 떨어지는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예에 따라 알루마이트 피막 위에 Al₂O₃ 세라믹을 코팅하는 방 법으로는 Al₂O₃의 세라믹 재료를 플라즈마 용사함으로써 행할 수 있다.

이 경우 Al₂O₃의 세라믹 코팅은 플라즈마 토치와 Al₂O₃ 분말 공급기를 포함하는 플라즈마 용사 코팅 장치에 의해 행할 수 있다.

분말로 된 Al₂O₃의 세라믹 재료가 플라즈마 토치에 의해 챔버의 리드에 용사된다. 알루미늄 재질의 챔버 리드는 이미 애노다이징 처리에 의해 산화막을 형성하고 있기 때문에, 이러한 코팅은 내식, 내마모성, 내열성 외에 상기 애노다이징 처리에 의해 생성된 알루마이트에 폴리머 데포가 발생해서 챔버 내부로 떨어지는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 챔버 리드를 구비한 식각 장비를 사용하여 일정 회수 이상의 공정을 수행한 후의 상태를 보여주는 도면이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 애노다이징 처리 후에 Al₂O₃의 세라믹 코팅을 하였을 경우, 일정 회수 이상의 식각 공정을 수행한 후에도 폴리머가 균일하게 데포되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 폴리머는 Al₂O₃의 세라믹에 좋은 흡착 상태로 부착되어 있으므로, 챔버 내로 드랍(drop)됨으로써 공정 수행상의 손실을 일으켰던 종래 문제점을 개선하였다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 챔버 리드의 표면 재질을 개선함으로써 식각 공정의 플라즈마 환경하에서도 부식되지 않고 공정을 수행할 수 있는 식각 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 식각 공정을 수행하는 챔버와 상기 챔버의 내부를 복개하는 알루미늄 재질의 챔버 리드를 포함하는 식각 장치에 있어서,

   상기 챔버 리드의 상기 알루미늄의 표면에 양극 산화막을 형성하고 상기 양극 산화막의 상층에 Al₂O₃의 세라믹을 코팅하는 것을 특징으로 하는 표면 처리를 개선한 챔버 리드를 구비한 반도체 웨이퍼 식각 장치.

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